DE60315275T2 - OPTOELECTRONIC RECEIVER SWITCHING FOR DIGITAL COMMUNICATION - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle zur digitalen Kommunikation, umfassend:
- – Signalanschlüsse zur Verbindung mit einer Quelle, die eine Busspannung bereitstellt,
- – ein Schaltelement, das zwischen den Signalanschlüssen gekoppelt ist,
- – einen Steuerkreis zum Schalten des leitenden Zustands des Schaltelements, umfassend – Versorgungsspannungsanschlüsse, – Mittel zum Erzeugen einer Versorgungsspannung zwischen den Versorgungsspannungsanschlüssen, – eine Reihenanordnung, die einen Lichtsensor zum Empfangen von digitalen Lichtsignalen und eine Impedanz, die zwischen den Versorgungsspannungsanschlüssen gekoppelt ist, umfasst, – einen Ausgangsanschluss, der an die Reihenanordnung und an eine Steuerelektrode des Schaltelements gekoppelt ist.
- Signal terminals for connection to a source providing a bus voltage,
- A switching element coupled between the signal terminals,
- A control circuit for switching the conductive state of the switching element, comprising supply voltage terminals, means for generating a supply voltage between the supply voltage terminals, a series arrangement comprising a light sensor for receiving digital light signals and an impedance coupled between the supply voltage terminals, - An output terminal which is coupled to the series arrangement and to a control electrode of the switching element.
Eine
solche Schnittstelle ist aus einem Digitalschnittstellensystem bekannt,
das als digital adressierbare Beleuchtungsschnittstelle (Digital
Adressable Lighting Interface, DALI) bekannt ist. Eine solche Schnittstelle
ist aus
Die bekannte Schnittstelle hat mehrere schwerwiegende Nachteile. Zunächst einmal bedingt der DALI-Standard, dass die Anstiegflanke und die Abfallflanke eines DALI-Signals langer als 10 Mikrosekunden sein muss (um elektromagnetische Störstrahlung (EMI)zu reduzieren), jedoch nicht 100 Mikrosekunden übersteigen darf. Anders ausgedrückt, im Fall einer typischen Busspannung von 16 Volt darf die Steigung der Anstiegflanke und der Abfallflanke des Signals, das von dem Schaltelement erzeugt wird und zwischen den Signalanschlüssen vorliegt, 1,6 MV/s nicht übersteigen. Praktische Ausführungsformen der bekannten Schnittstelle erfüllen diese Anforderung nur im Fall einer hohen kapazitiven Last, jedoch nicht unter den meisten praktischen Bedingungen.The known interface has several serious disadvantages. First of all conditionally the DALI standard requires that the rising edge and the falling edge of a DALI signal must be longer than 10 microseconds (electromagnetic Radiated (EMI), but do not exceed 100 microseconds may. In other words, in the In the case of a typical bus voltage of 16 volts, the slope of the Rising edge and falling edge of the signal coming from the switching element is generated and present between the signal terminals, do not exceed 1.6 MV / s. Practical embodiments meet the known interface this requirement only in the case of a high capacitive load, however not under most practical conditions.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine einfache Schnittstelle zur digitalen Kommunikation bereitzustellen, die eine verhältnismäßig geringe Menge an EMI verursacht.The Invention aims to provide a simple interface to the digital Provide communication that causes a relatively small amount of EMI.
Eine wie eingangs erwähnte Schnittstelle ist somit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle weiterhin mit einer ersten Schaltung, die einen Kondensator umfasst und zwischen der Steuerelektrode und einem Signalanschluss gekoppelt ist, und einer zweiten Schaltung, die einen ohmschen Widerstand umfasst und zwischen dem Ausgangsanschluss des Steuerkreises und der Steuerelektrode des Schaltelements gekoppelt ist, ausgerüstet ist.A as mentioned above Interface is thus according to the invention characterized in that the interface continues with a first circuit, the one Capacitor includes and between the control electrode and a signal connector coupled, and a second circuit having an ohmic resistance includes and between the output terminal of the control circuit and the control electrode of the switching element is coupled, is equipped.
Es wurde festgestellt, dass, aufgrund des Vorliegens der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung in einer Schnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung, eine Schnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung nur eine verhältnismäßig geringe Menge an EMI verursacht.It it was found that, due to the presence of the first circuit and the second circuit in an interface according to the present invention Invention, an interface according to the present invention only a relatively small amount caused by EMI.
Gute Resultate wurden für Ausführungsformen einer Schnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten, in denen die Impedanz, die in dem Steuerkreis enthalten ist, einen ohmschen Widerstand umfasst.Quality Results were for embodiments an interface according to the present Invention obtained in which the impedance in the control circuit contained, comprises an ohmic resistance.
Abgesehen von den Anstieg- und Abfallflanken in dem Signal, das zwischen den Signalanschlüssen vorliegt und von dem Schaltelement erzeugt wird, die zu steil sind, leidet die bekannte Schnittstelle unter einem weiteren Nachteil, wobei es sich um die Tatsache handelt, dass die Zeitverzögerung der Anstiegflanke, wenn das Schaltelement abgeschaltet ist, sich erheblich von der Zeitverzögerung der Abfallflanke, wenn das Schaltelement eingeschaltet ist, unterscheidet. Dieser Unterschied verursacht eine Störung des „Hoch/Niedrig-Verhältnisses" des Signals, das von dem Schaltelement erzeugt wird. Da der DALI-Standard fordert, dass das „Hoch/Niedrig-Verhältnis" ungefähr gleich 1 ist, kann eine Störung dieses Verhältnisses zu einer Fehlinterpretation des Signals durch den empfangenden Master führen. Um den Unterschied bei den Zeitverzögerungen einer Anstiegflanke bzw. einer Abfallflanke zu überwinden, umfasst die Impedanz, die in dem Steuerkreis enthalten ist, vorzugsweise eine Parallelanordnung eines ohmschen Widerstands und einer Zenerdiode. Es wurde festgestellt, dass der Unterschied bei den Zeitverzögerungen minimiert werden kann, wenn die Zenerspannung Vz der Zenerdiode so gewählt wird, dass 1,6*Vt < Vz < 2,4*Vt, vorzugsweise so, dass 1,8*Vt < Vz < 2,2*Vt, wobei Vt die Schwellenspannung des Schaltelements ist.Apart from the rising and falling edges in the signal present between the signal terminals and being generated by the switching element which are too steep, the known interface suffers from a further drawback which is the fact that the time delay of the rising edge when the switching element is turned off, differs significantly from the time delay of the falling edge when the switching element is turned on. This difference verur gently disturbing the "high / low" ratio of the signal generated by the switching element Because the DALI standard requires that the "high / low" ratio be approximately equal to 1, disturbing this ratio can lead to misinterpretation of the signal through the receiving master. In order to overcome the difference in the time delays of a rising edge and a falling edge, respectively, the impedance contained in the control circuit preferably comprises a parallel arrangement of an ohmic resistor and a Zener diode. It has been found that the difference in the time delays can be minimized if the zener voltage Vz of the zener diode is chosen to be 1.6 * Vt <Vz <2.4 * Vt, preferably such that 1.8 * Vt <Vz <2.2 * Vt, where Vt is the threshold voltage of the switching element.
In einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schnittstelle umfassen die Mittel zum Erzeugen einer Versorgungsspannung unidirektionale Mittel und Pufferkondensator-Mittel. Folglich werden die Mittel zum Erzeugen einer Versorgungsspannung in einer sehr einfachen und betriebssicheren Art und Weise realisiert.In a preferred embodiment an interface according to the invention The means for generating a supply voltage comprise unidirectional Means and buffer capacitor means. Consequently, the funds become for generating a supply voltage in a very simple and reliable manner realized.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schnittstelle ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt::A embodiment an interface according to the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. It shows::
In
Der
Betrieb der in
Wenn
die Signalanschlüsse
K1 und K2 mit einer Quelle verbunden werden, die eine Busspannung
bereitstellt, lädt
die Busspannung, die zwischen den Signalanschlüssen anliegt, wenn die Schnittstelle
im Gebrauch ist, den Kondensator C2 auf eine Spannung auf, die im
Wesentlichen gleich der Busspannung ist. Wenn die in
Es
wurde ein Versuch durchgeführt,
in dem zwei Schnittstellen verwendet wurden. Die erste Schnittstelle
war eine praktische Ausführungsform der
in
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